Was ist Robotik?

Klärung des Begriffs

"Das Themengebiet der Robotik, das auch unter der Bezeichnung Robotertechnik geläufig ist, befasst sich mit dem Versuch, das Konzept der Interaktion mit der physischen Welt auf Prinzipien der Informationstechnik sowie auf eine technisch machbare Kinetik zu reduzieren. Der Begriff des „Roboters“ beschreibt eine Entität, die diese beiden Konzepte in sich vereint, indem sie die Interaktion mit der physischen Welt auf Basis von Sensoren, Aktoren und Informationsverarbeitung umsetzt. Kernbereich der Robotik ist die Entwicklung und Steuerung solcher Roboter. Sie umfasst Teilgebiete der Informatik (insbesondere der Künstlichen Intelligenz), der Elektrotechnik und des Maschinenbaus. Ziel der Robotik ist es, durch Programmierung ein gesteuertes Zusammenarbeiten der Roboter-Elektronik und Roboter-Mechanik herzustellen."

Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Robotik 4.11.2015

Betrachten wir den Eintrag auf Wikipedia genau, stechen folgende Begriffe heraus, welche zentral für das Projekt Robotik in der Schule sind.

Entwicklung und Steuerung: Der Roboter ist eine vom Menschen erschaffene und entwickelte Maschine, welche von ihm gesteuert wird. Er ist zwar lernfähig in einem gewissen (und momentan noch beschränkten) Mass, aber dieser Lernzuwachs und das "sich etwas merken und beibringen können" wurde bei seiner Programmierung / Herstellung festgelegt. Dieser Umstand ist sehr wichtig für die SuS zu erkennen: sie können aktiv auf das Handeln des Roboters Einfluss nehmen.

Sensoren, Aktoren: Grundsätzlich unterliegt jede steuerbare Maschine dem Prinzip der Datenerfassung, -verarbeitung und Signalausgabe, also dem Agieren und Interagieren von Sensoren und Aktoren, egal ob ein sich fortbewegender EV3 im Klassenzimmer, das fahrende Mobil auf dem Mars oder der Roboter Hubo am WEF 2016 in Davos (mehr dazu im Beitrag "Meet Mr. Robot" (in der Printausgabe unter dem Titel "Professor Oh bleibt skeptisch" erschienen) von "der Bund", 21. Januar 2016). Roboter können auf ihre Umgebung reagieren. Dies tun sie mit Sensoren, welche dem Roboter Informationen aus der Umwelt liefern. Wir Menschen funktionieren ganz ähnlich; wir fühlen, sehen, hören, riechen, schmecken... und sind mit einer zentralen Rechnereinheit ausgestattet - unserem Gehirn. Anstelle von Motoren haben wir Menschen Beine und Arme, welche wir mit unseren Muskeln bedienen können. Angesteuert werden diese über die Nerven, diese Funktion übernimmt bei der Maschine das Datenkabel.

Programmierung: Die auf LabVIEW basierende EV3-Software stellt die standardmäßige Programmierumgebung dar. Es handelt sich dabei um eine ikonische Programmierumgebung, die auf Kinder und Erwachsene ohne jegliche Programmiererfahrung abzielt. Von den Nutzenden ist kein Programmcode zu schreiben, sondern das Programm wird großteils mittels entsprechender Mausaktionen erstellt. Durch das Verschieben und Verbinden der einzelnen Programmierblöcke entsteht nach und nach das gewünschte Programm. Neben Variablen stehen auch die klassischen Kontrollstrukturen wie bspw. Schleifen und Verzweigungen zur Verfügung. Zusätzlich lässt sich auf bestimmte Ereignisse warten und reagieren. Mithilfe von Datenleitungen können Daten zwischen den einzelnen Blöcken ausgetauscht werden.

Entwickler.de: https://entwickler.de/online/development/einstieg-robotikprogrammierung-lego-mindstorms-ev3-166790.html 4.1.2016

Betrachten wir nun die einzelnen Roboter, welche im Klassenzimmer verwendet werden, fällt sofort auf, dass verschiedene Modelle den Zugang stufengerecht bieten können. Mehr dazu im nächsten Thema.